Эмили не только была любознательна, но и отличалась быстрым умом. Она проявила способности к языкам (как и другие наши героини) и в 12 лет уже знала испанский, немецкий, итальянский и английский, не говоря уже о том, что свободно переводила с латыни и греческого. В своем мировоззрении Эмили склонялась к рационализму, прочла — вернее, проглотила — всю домашнюю библиотеку и спорила об астрономии с самим Фонтенелем, посещавшим многолюдный салон, который ее родители устраивали по четвергам. В числе других посетителей бывал юный писатель, поэт и полемист по имени Вольтер. Несмотря на любовь к наукам и даже зачатки математической гениальности, маркизе хватало времени на светскую жизнь, верховую езду, оперу и театр — об этих увлечениях она не забывала никогда.
В 16 лет Эмили официально представили при дворе, и она окунулась в мир роскоши — нарядов, туфель, румян и украшений. А когда Эмили исполнилось 19, родители выдали ее замуж за маркиза Флорена Клоде дю Шателле-Ламоне. Она с радостью играла роль богатой и знатной замужней дамы, не забывая, впрочем, о науке, которая была отрадой для молодой маркизы. Эмили родила мальчика и девочку и в 27 лет, исполнив свой долг перед миром и перед мужем, сообщила последнему, что далее намерена жить самостоятельно. Она желала остаться в браке и по-прежнему вести привычную жизнь на семейные средства, но просила избавить ее от супружеского долга. Проще говоря, это означало, что муж должен разрешить ей иметь любовников, путешествовать, посещать Версаль, когда ей захочется, ходить в оперу и театры, играть в карты (знания математики помогали ей выигрывать, а все выигрыши она тратила на книги), читать и учиться, писать, словом, делать что ей заблагорассудится. Маркиз не возражал. Следует понимать, что эта ситуация не была чем-то особенным — в те годы подобные договоренности нередко встречались среди прогрессивных представителей знати. К тому же сам маркиз не так уж и часто бывал дома — он командовал лотарингским полком и также не имел ничего против холостой жизни. Если говорить о детях, то госпожа маркиза считала их источником крайнего беспокойства, но и в этом она не отличалась от знатных дам своей эпохи.
Свобода принесла Эмили не только радости: она увлеклась неким легкомысленным графом и в порыве чувств даже пыталась покончить с собой, когда графу наскучила ее любовь и она сама. После этого горького опыта Эмили решила уделять больше времени наукам, а не мужчинам. В работе ей помогал заслуженный математик
Результаты, полученные Мопертюи, имели важные последствия: оказалось, что, вопреки признанным в то время концепциям Кассини, Реомюра и их сторонников, прав оказался англичанин Ньютон. Пока математик был в отъезде, Эмили нашла ему замену — во всех смыслах: и за рабочим столом, и в постели — в лице
Во многих источниках приводится исторический анекдот о Мопертюи, который заслуживает того, чтобы быть рассказанным. На заседания Академии наук допускались только мужчины, и если Эмили хотела узнать, что на них происходило, то должна была довольствоваться рассказами Мопертюи. Она даже не могла встретиться с ним возле Академии, например, в ближайшем кафе — абсурдные законы того времени запрещали женщинам посещать кафе. Однако маркиза привыкла поступать по-своему, поэтому встретилась с Мопертюи в кафе «Градо»… нарядившись в мужское платье. Ошарашенные служители, конечно же, заметили, что Эмили была женщиной, но разрешили ей войти, и маркиза беспрепятственно присоединилась к собранию мудрецов. Позже она повторила эту проделку еще раз.
«Вольтер и Эмили» звучит как «Поль и Виржини», «Абеляр и Элоиза», «Ромео и Джульетта», и эта аналогия не лишена оснований. В 1734 году Вольтер в очередной раз был осужден за свои слова, которые показались нелицеприятными суду и отечеству, и возмущенная Эмили обратилась за помощью к мужу. Супруги укрыли Вольтера в заброшенном фамильном поместье в Сире, в глуши Лотарингии. Вскоре к мыслителю присоединилась Эмили. Они полюбили друг друга и вместе начали одиссею разума, которая, несмотря на превратности судьбы, окончилась лишь со смертью Эмили.